Studien zum Verständnis der Molekularbiologie des Spermiencalyx: biochemische und genetische Analysen unter Verwendung von Cylicin1, Cylicin1 und Calicin-defizienten Mäusen

• Antragsteller: Dr. Simon Schneider; Professor Dr. Hubert Schorle
• Fachliche Zuordnung: Reproduktionsmedizin, Urologie ; Entwicklungsbiologie ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 458746826

Cylicin 1 (Cylc1) und Cylicin 2 (Cylc2) sind zwei spermienspezifische Proteine, die eine wesentliche Rolle bei der Strukturierung des Spermienkopfes während der Spermiogenese spielen. Der Verlust von Cylicin führt zu dosisabhängiger Subfertilität- oder Unfruchtbarkeit aufgrund von Defekten in Calyx und perinukleärer Theca. Nachdem wir die Mäuse etabliert und die Ergebnisse unserer Experimente veröffentlicht haben, wollen wir als Nächstes die Proteine identifizieren und validieren, die mit den Cylicinen interagieren und den Aufbau und die Struktur von Calyx und der perinukleären Theca orchestrieren. Anhand unserer etablierten Mausmodelle werden wir einen proteomik-basierten Ansatz anwenden, um Proteine zu identifizieren, die sich in ihrer Häufigkeit zwischen den verschiedenen Genotypen unterscheiden. Dies wird uns Aufschluss über die Gruppe der Proteine geben, die von Cylicinen abhängen und mit ihnen interagieren. Parallel dazu werden wir Co-IP-Studien mit einer Cylc2-FLAG-markierten Maus durchführen, die wir etablieren werden. Diese Maus ist erforderlich, da der verfügbare maßgeschneiderte Antikörper für CoIP nicht geeignet ist. Beide Versuchsreihen werden es uns ermöglichen, das Netzwerk von Proteinen zu entschlüsseln, das mit Cylicinen interagiert bzw. an sie bindet, um die Calyx zu bilden. Darüber hinaus haben wir Calicin-defiziente Tiere erzeugt. Calicin ist ebenfalls in der Calyx exprimiert und interagiert wahrscheinlich mit den Cylcinen. Wir wollen doppel-heterozygote Mäuse (Cylc1 -/y/Ccin+/- und Cylc2+/-/Ccin+/-) züchten um zu testen, ob die heterozygote Deletion von zwei verschiedenen, aber interagierenden Proteinen zu Problemen in der Spermienstruktur führt und die Fruchtbarkeit beeinträchtigt. Die Identifikation der Cylicin-interagierenden Proteine sowie die Ergebnisse der doppel-het Experimente werden bei der Identifizierung von männlichen Fruchtbarkeitspatienten helfen, die im MERGE-Konsortium gesammelt werden. Die vorgeschlagenen Experimente tragen nicht nur zum Verständnis des Netzwerks der verschiedenen spermienspezifischen Strukturproteine bei, die an der Bildung der Calyx beteiligt sind, sondern erweitern auch unser Wissen über Gene, welche die humane männliche Fruchtbarkeit beeinflussen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen